高溫高鹽油藏二次開發(fā)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)與礦場試驗(yàn)

楊中建，賈鎖剛，張立會(huì)，竇紅梅，曾立軍，朱秀雨，何 佳，楊 璐

(中國石油 青海油田分公司，甘肅 敦煌 736202)

高溫高鹽油藏二次開發(fā)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)與礦場試驗(yàn)

楊中建，賈鎖剛，張立會(huì)，竇紅梅，曾立軍，朱秀雨，何 佳，楊 璐

(中國石油 青海油田分公司，甘肅 敦煌 736202)

二次開發(fā)；深部調(diào)驅(qū)；提高原油采收率；尕斯庫勒油田

二次開發(fā)深部調(diào)驅(qū)技術(shù)在高含水老油田提高采收率中的作用越來越受到廣泛關(guān)注，成為提高水驅(qū)效果的重要技術(shù)路線之一[1]。2008年中石油股份公司提出了以 “三重”為技術(shù)路線，即重構(gòu)地下認(rèn)識(shí)體系、重建井網(wǎng)結(jié)構(gòu)和重組地面工藝流程技術(shù)為主的二次開發(fā)工程[2]，整體開發(fā)理念可歸結(jié)為“對(duì)剩余油富集區(qū)和分散區(qū)分別治理”。對(duì)于剩余油富集區(qū)，可以考慮打不均勻高效加密井或采用其他調(diào)整措施來提高水驅(qū)采收率；對(duì)于分散的剩余油，可以通過深部調(diào)驅(qū)技術(shù)或其他三次采油技術(shù)進(jìn)行挖潛[3-4]。

1 試驗(yàn)區(qū)地質(zhì)概況

尕斯庫勒油田位于青海省柴達(dá)木盆地西部南區(qū)，為一構(gòu)造完整、軸向近南北的背斜構(gòu)造油藏，油藏埋深3 178～3 864 m，劃分為4個(gè)油組，22個(gè)小層，47個(gè)單層，其中Ⅰ-4，Ⅰ-6，Ⅳ-4，Ⅳ-5小層為主力油層，地層水為CaCl2水型，礦化度170～180 g/L,鈣、鎂離子含量為2 580 mg/L，試驗(yàn)區(qū)儲(chǔ)層平均孔隙度為14.34%，平均滲透率為51.3×10-3μm2，原始地層壓力為59.13 MPa，飽和壓力為11.87 MPa，壓力系數(shù)為1.7，地層平均溫度為126 ℃，為異常高溫、高壓、高礦化度油藏。

深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)區(qū)以“15注30采”部署調(diào)驅(qū)井網(wǎng)，2011年底單井平均日產(chǎn)油為2.6 t，年產(chǎn)油為3.7×104t，采出程度為43.3%，自然遞減率為16.3%，綜合遞減率為9.2%，綜合含水率為84.6%。

2 深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)油藏研究

2.1 試驗(yàn)小層優(yōu)化

試驗(yàn)區(qū)剩余油高度分散，剩余可采儲(chǔ)量主要集中在Ⅰ-4，Ⅰ-6和Ⅳ-4三個(gè)主力層中，占比51%，試驗(yàn)以Ⅰ-6和Ⅳ-4小層為調(diào)驅(qū)主要目的層，從解決層間矛盾逐漸向解決層內(nèi)矛盾轉(zhuǎn)移[7]。

2.2 試驗(yàn)區(qū)水流優(yōu)勢通道識(shí)別

水流優(yōu)勢通道的識(shí)別對(duì)于油藏進(jìn)入中高含水期后的開發(fā)具有十分重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義[8-13]，對(duì)深部調(diào)驅(qū)方案設(shè)計(jì)起著重要的指導(dǎo)作用，試驗(yàn)區(qū)以地質(zhì)靜態(tài)研究為基礎(chǔ)，結(jié)合示蹤劑監(jiān)測井間水流優(yōu)勢通道技術(shù)[14-16],將井間水流通道劃分為一級(jí)優(yōu)勢通道、二級(jí)優(yōu)勢通道與三級(jí)優(yōu)勢通道3種類型(表1)。

3 深部調(diào)驅(qū)工藝設(shè)計(jì)

3.1 耐高溫、抗高礦化度調(diào)驅(qū)劑篩選與評(píng)價(jià)

深部調(diào)驅(qū)液流轉(zhuǎn)向技術(shù)已成為改善高含水油田水驅(qū)效果的重要手段[17-20]，但高溫、高礦化度非均質(zhì)油藏的深部液流轉(zhuǎn)向問題依然是亟待解決的技術(shù)難題[21-22]，針對(duì)試驗(yàn)區(qū)高溫、高礦化度的儲(chǔ)層條件，通過大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，篩選出SMG微膠團(tuán)和CUPC-2聚合物微球兩種調(diào)驅(qū)劑。

試驗(yàn)井組一級(jí)水流優(yōu)勢通道二級(jí)水流優(yōu)勢通道三級(jí)水流優(yōu)勢通道Y11-6Ⅰ-6b,Ⅰ-6cⅠ-4b—Y12-5Ⅰ-6c,Ⅱ-4bⅠ-4a,Ⅰ-6bⅣ-4aY13-9Ⅲ-7aⅣ-4bⅠ-1c,Ⅲ-3bYXS2Ⅰ-6bⅢ-6b,Ⅲ-7aⅡ-4bYS5Ⅰ-6bⅡ-4bY12-27Ⅰ-6b,Ⅱ-4aⅠ-6c,Ⅲ-4aⅠ-6cY12-6Ⅰ-6b——Y12-33Ⅳ-4aⅢ-6bⅢ-7aY13-28Ⅰ-6aⅢ-4bⅠ-6bY13-6Ⅰ-6cⅠ-6b,Ⅳ-4bⅢ-4bY10-5Ⅰ-6bⅣ-4aⅢ-3bY11-25Ⅰ-1cⅠ-5a—Y12-30Ⅰ-1cⅠ-6c—Y11-27Ⅲ-3bⅣ-4a,Ⅲ-7a—Y12-31Ⅰ-6bⅠ-1c—

1) 調(diào)驅(qū)劑穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)溫度：126 ℃；巖心：填砂管(φ2.5 cm×50 cm)；評(píng)價(jià)環(huán)境：試驗(yàn)區(qū)采出水，總礦化度104 g/L，Ca2++Mg2+總離子含量為1 732 mg/L，通過95 d后的掃描電鏡觀察，兩種調(diào)驅(qū)劑仍有較為清晰的形態(tài)(圖1)。封堵性能評(píng)價(jià)通過不同老化時(shí)間阻力系數(shù)和殘余阻力系數(shù)來表征。物理模擬實(shí)驗(yàn)表明調(diào)驅(qū)劑在老化100 d后，SMG殘余阻力系數(shù)為1.3，CUPC-2為1.75，較50 d的封堵性能降低，但仍具有一定的封堵效果(表2)。

2) 提高采收率評(píng)價(jià)

為了評(píng)價(jià)兩種調(diào)驅(qū)劑的提高采收率能力，實(shí)驗(yàn)對(duì)飽和油的填砂管進(jìn)行水驅(qū)，在水驅(qū)含水98%時(shí)計(jì)算水驅(qū)采收率，然后注入0.5PV調(diào)驅(qū)劑，恢復(fù)水驅(qū)，計(jì)算最終采收率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種調(diào)驅(qū)劑在水驅(qū)結(jié)束后均能進(jìn)一步提高原油采收率10%以上(表3)。

(3)吸水剖面改善能力

實(shí)驗(yàn)采用并聯(lián)填砂管物模實(shí)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)驅(qū)劑剖面改善率測定，并用下式定義吸水剖面改善率：

f=[(Qhb/Qlb-Qha/Qla)/(Qhb/Qlb)]×100%

式中：Qhb為高滲透層注入前的吸水量，mL；Qha為高滲透層注入后的吸水量，mL；Qlb為低滲透層注入前的吸水量，mL；Qla為低滲透層注入后的吸水量，mL。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，調(diào)驅(qū)劑能夠有效的改善注入剖面，通過對(duì)高滲透帶封堵，高滲透層吸水量下降，低滲透層吸水增加，在并聯(lián)填砂管物模實(shí)驗(yàn)中，高滲透層相對(duì)吸水量下降34.1%，吸水剖面改善率為79.6%(表4)，說明調(diào)驅(qū)劑能夠改變高滲透層水驅(qū)方向。

圖1 尕斯庫勒油藏實(shí)驗(yàn)溫度、礦化度環(huán)境下調(diào)驅(qū)劑穩(wěn)定性(SEM，95 d)

3.2 段塞設(shè)計(jì)

在油藏工程研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)15個(gè)試驗(yàn)井組不同級(jí)別水流優(yōu)勢通道，建立“堵、調(diào)”相結(jié)合的深部調(diào)驅(qū)技術(shù)路線，按照“強(qiáng)—次強(qiáng)—弱“三個(gè)不同強(qiáng)度段塞進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，對(duì)一級(jí)優(yōu)勢通道用高強(qiáng)度的預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒強(qiáng)調(diào)，對(duì)二級(jí)優(yōu)勢通道用大粒徑SMG調(diào)驅(qū)劑進(jìn)行中調(diào)，對(duì)三級(jí)優(yōu)勢通道進(jìn)行弱調(diào)，總體設(shè)計(jì)注入液量0.1倍孔隙體積，注入液量36.11×104m3。

表2 調(diào)驅(qū)劑不同老化時(shí)間封堵性能評(píng)價(jià)

表3 調(diào)驅(qū)劑提高采收率評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 調(diào)驅(qū)劑吸水剖面改善率評(píng)價(jià)結(jié)果

4 礦場試驗(yàn)與效果

現(xiàn)場注劑階段開始于2012年7月，于2014年2月結(jié)束，累計(jì)注入液量33.82×104m3，封堵段塞注入4.51×104m3，調(diào)驅(qū)段塞注入29.31×104m3， 15個(gè)試驗(yàn)井組對(duì)應(yīng)油井30口，見示蹤劑油井28口，對(duì)比2012年4月至6月生產(chǎn)數(shù)據(jù)，日產(chǎn)液量由644.6 t上升至950 t，日產(chǎn)油量由81.16 t上升至107.9 t，含水基本保持穩(wěn)定(圖2)，截止2014年5月，累計(jì)增油2.5×104t，試驗(yàn)后采用丙型水驅(qū)曲線預(yù)測試驗(yàn)區(qū)提高采收率2.11%(圖3)。

5 深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)認(rèn)識(shí)

5.1 調(diào)驅(qū)機(jī)理認(rèn)識(shí)

室內(nèi)通過并聯(lián)填砂管物理模擬實(shí)驗(yàn)SMG注入過程中壓力的變化來分析調(diào)驅(qū)劑宏觀的調(diào)驅(qū)機(jī)理。從圖4中可以看出，在注調(diào)驅(qū)劑階段，調(diào)驅(qū)劑在封堵高滲透層的同時(shí)，進(jìn)入低滲透層，逐漸啟動(dòng)低滲透部分，宏觀上體現(xiàn)為高滲透部分水驅(qū)沿程阻力增加，在注入0.5PV后，低滲透部分調(diào)驅(qū)劑進(jìn)入PV數(shù)大幅度增加，儲(chǔ)層深部水驅(qū)方向改變。

調(diào)驅(qū)劑在微觀上(圖5)通過對(duì)水流通道(孔喉)暫堵—突破—再暫堵—再突破的過程、增加大孔隙喉道的阻力同時(shí)，注入水進(jìn)入小孔隙喉道，直接作用于其中的剩余油，實(shí)現(xiàn)高效的驅(qū)油效率[3]

5.2 深部調(diào)驅(qū)技術(shù)能夠提高驅(qū)油效率和水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度

通過調(diào)驅(qū)前后試驗(yàn)區(qū)吸水剖面資料分析，在試驗(yàn)區(qū)發(fā)育的18個(gè)小層中，試驗(yàn)主力層Ⅰ-1，Ⅰ-6和Ⅳ-4三個(gè)主力層相對(duì)吸水量下降，同時(shí)對(duì)主力層“堵而不死”，吸水小層增加5個(gè)，Ⅱ-1，Ⅲ-4，Ⅲ-5，Ⅳ-2，Ⅳ-4五個(gè)小層得到動(dòng)用，水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度提高(表5)。

圖2 尕斯庫勒油藏深部調(diào)驅(qū)試驗(yàn)區(qū)生產(chǎn)曲線a. 產(chǎn)液變化曲線；b.產(chǎn)油變化曲線；c.含水率變化曲線

圖3 尕斯庫勒油藏試驗(yàn)區(qū)實(shí)施后丙型水驅(qū)特征曲線

對(duì)見效油井產(chǎn)液剖面進(jìn)行分析，表明試驗(yàn)區(qū)主力小層驅(qū)油效率提高，同時(shí)次/非主力層得到動(dòng)用，產(chǎn)油量增加，層間、層內(nèi)矛盾得到改善(表6)。

5.3 動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)保障調(diào)驅(qū)效果至關(guān)重要

試驗(yàn)區(qū)Ⅰ-6小層水竄嚴(yán)重，在高溫、高礦化度油藏條件下，預(yù)交聯(lián)凝膠顆粒穩(wěn)定性較差，對(duì)注入過程中參數(shù)調(diào)整對(duì)水流優(yōu)勢通道的控制、防止調(diào)驅(qū)劑竄流、保障一線油井效果至關(guān)重要。

YXS2井組于2012年9月12日開始注入，注入前Ⅰ-6小層為主吸水層，對(duì)應(yīng)油井YS7井2013年1月底見效。7月底含水上升至99%，將SMG調(diào)驅(qū)劑粒徑由1～128 μm調(diào)整為200～300 μm，含水下降至70%，但在10月初含水又上升至98%。調(diào)整與凝膠顆粒體系混注，含水下降至80%。保持至2014年4月油井失效，該井累計(jì)增油3 731 t，通過注入剖面、產(chǎn)液剖面分析(圖6，圖7)，調(diào)參后，層間、層內(nèi)矛盾處理較好，主力層驅(qū)油效率提高，次、非主力層動(dòng)用。

6 試驗(yàn)結(jié)論

1) 油藏精細(xì)化研究是深部調(diào)驅(qū)技術(shù)實(shí)施的基礎(chǔ)，通過剩余油分布研究，確定試驗(yàn)小層，在定量水流優(yōu)勢通道研究的基礎(chǔ)上，建立“堵、調(diào)”相結(jié)合的深部調(diào)驅(qū)工藝技術(shù)路線，提高了調(diào)驅(qū)措施的針對(duì)性、有效性；

圖4 并聯(lián)填砂管實(shí)驗(yàn)注入PV數(shù)與壓力關(guān)系

圖5 SMG調(diào)驅(qū)劑微觀調(diào)驅(qū)機(jī)理

序號(hào)小層編號(hào)調(diào)前相對(duì)吸水量/%調(diào)后相對(duì)吸水量/%1Ⅰ-10.866.642Ⅰ-20.000.003Ⅰ-416.322.464Ⅰ-55.497.635Ⅰ-632.2828.976Ⅱ-10.001.717Ⅱ-46.300.758Ⅲ-10.000.009Ⅲ-32.3813.1110Ⅲ-40.009.6611Ⅲ-50.001.3012Ⅲ-61.944.8413Ⅲ-711.637.7214Ⅳ-10.654.3015Ⅳ-20.000.9716Ⅳ-30.001.5017Ⅳ-420.338.4418Ⅳ-51.830.00

見效油井主力層增油產(chǎn)量/t次、非主力層增油產(chǎn)量/tY11-36Ⅲ-3b5246YS7Ⅰ-6b,Ⅲ-7a,Ⅳ-4a1976Ⅱ-4b,Ⅲ-3b1755Y13-27Ⅲ-6b,Ⅲ-7a183Y13-26Ⅰ-6b,Ⅰ-4b2282Y127Ⅰ-5b,Ⅰ-6b127Ⅲ-7a,Ⅳ-2b1541Y9-4Ⅰ-4a1492YS1Ⅲ-7a908Ⅱ-4b150Y12-34Ⅲ-4b,Ⅲ-6b846Y10-6Ⅳ-4b691Y13-30Ⅳ-4b60Ⅲ-3b604Y12-29Ⅳ-3b535Y12-4Ⅰ-1c476Y12-32Ⅰ-6b308Ⅲ-3b149Y13-8Ⅰ-6b,Ⅲ-7a260Ⅲ-4b93Y13-7Ⅰ-4b,Ⅰ-6a,Ⅰ-6c291Y12-28Ⅰ-6b,Ⅰ-6c264Y12-7Ⅰ-6b162YS8Ⅰ-6a,Ⅰ-6b156

圖6 YXS2井調(diào)驅(qū)前、后吸水剖面變化

圖7 YS7井調(diào)驅(qū)前、后產(chǎn)油剖面變化

2) SMG和CUPC-2兩種有機(jī)調(diào)驅(qū)劑具有較好的耐溫、抗礦化度能力，但試驗(yàn)區(qū)目前日產(chǎn)油量下降至94 t，較實(shí)施期間下降13 t，表明調(diào)驅(qū)劑的穩(wěn)定性能需要進(jìn)一步提高；

3) 深部調(diào)驅(qū)是一項(xiàng)具有提高油藏驅(qū)油效率和水驅(qū)儲(chǔ)量動(dòng)用程度的提高采收率技術(shù)，通過應(yīng)用，試驗(yàn)區(qū)產(chǎn)油量增加，主力層驅(qū)油效率提高,次/非主力層得到動(dòng)用，說明該技術(shù)具有一定的推廣應(yīng)用前景；

4) 深部調(diào)驅(qū)是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程，施工周期長，在實(shí)施期間，儲(chǔ)層的物性不斷變化。因此，注入工藝動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)抑制調(diào)驅(qū)劑“竄流”、保障調(diào)驅(qū)效果至關(guān)重要。

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(編輯 張玉銀)

Deep profile correction for redevelopment of high-temperature and high-salinity reservoirs and pilot test

Yang Zhongjian，Jia Suogang，Zhang Lihui，Dou Hongmei，Zeng Lijun，Zhu Xiuyu，He Jia，Yang Lu

(QinghaiOilfieldCompany,PetroChina,Dunhuang,Gansu736202,China)

secondary development，deep flooding，enhanced oil recovery，Gasikule oilfield

2014-12-21;

2015-04-03。

楊中建(1982—)，男，碩士，調(diào)驅(qū)技術(shù)應(yīng)用。E-mail：yangzjqh@petrochina.com.cn。

0253-9985(2015)04-0681-07

10.11743/ogg20150419

TE341

A